O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT
TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
NUKUS FILIALI
«Kompyuter injiniringi» fakulteti Kompyuter injiniringi yo'nalishi
101-21 guruh talabasi
Shinnazarov Samandar
Raqamli qurilmalarni loyihalash fanidan
MUSTAQIL ISH
Mavzu: Shifratorni loyihalash va ishlash printsipini o'rganish
TOPSHIRGAN: _____________________ ________
QABUL QILGAN: _____________________ ________
Nukus-2024
Reja:
Shifrator haqida tushuncha
Shifratorning blok sxemasi va haqiqiylik jadvali
Shifrator va uni boshqaruv klaviaturasi
Shifrator haqida tushuncha
Shifrator (CD- coder) - kirish yo‘lidagi birlik signalni n razryadli ikkilik kodga aylantiradigan EHM ning aniq uzelidir.
Boshqacha qilib aytganda shifritor 10- lik kodni 2-lik kodga aylantirib berish uchun xizmat qiladigan operatsion elementdir. SHuning uchun shifratorlar raqamli texnikaning va EHMlarning kiritish qurilmalarida unlik kodlarni ikkilik kodlarga o‘zgartirishda keng qo‘llaniladi.
Shifratorning kirish va chiqish yo‘llari soni m=2n munosabat bilan belgilanadi.
SHifratorni ishlash prinsipini ko‘rib chiqamiz. Unda kirish signallari sifatida x ,...,x ikkilik o‘zgaruvchilar qatnashadi. Ular mos ravishdagi klavishalarni bosganda paydo bo‘ladi. Quyida shifratorning o‘tish jadvalini keltiramiz.
Shifratorning o‘tish jadvali
O‘nlik son
|
Kirish kodi
|
CHiqish kodi
|
|
X4
|
X3
|
X2
|
X1
|
X0
|
Y2
|
Y1
|
Y0
|
*
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
2
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
3
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
4
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
Unda o‘zgaruvchilar mustaqil hisoblanadi va 2 +1=32+1=33 kombinatsiyani qurish imkonini beradi. Lekin, ikki va undan ortiq klavishalarni bosishni ta’qiqlovchi chegara qo‘yilganda, unda 32-tadan 6-ta mumkin bo‘lgan kirish kombinatsiyalari qoladi. Bunday mos chegaraga kirish kodi “n –dan 1” yoki unitar deyiladi. Jadvalda bosilgan klavishaga «1» va bosilmagan klavishaga «0» mos keladi. Jadvaldan ko‘rinib turibdiki, agar «1» x yoki x kirish yo‘lida paydo bo‘lsa, y ikkilik o‘zgaruvchi «1» qiymatini qabul qiladi. Qolgan barcha kombinatsiyalarda y =0 bo‘ladi, ya’ni mantiqiy tilda:
y = x + x =
Xuddi shunday:
y = x + x = ;
y = x .
Ushbu tengliklar asosida shifratorni «YOKI» bazisida (pastki rasmga qarang), shuningdek «VA» bazisida qurish mumkin.
A yrim hollarda bir necha klavisha bir vaqtda bosilganda, shifrator maksimal nomerga ega bo‘lgan klavishani tanlaydigan sxemani qo‘llash talab etiladi. Bunday shifrator prioritetli shifrator deb ataladi. U «n-dan x-ning» o‘zgarishini 8421 kodga aylantiradi.
Pastdagi prioritetli shifratorning o‘tish jadvali keltirilgan. Unda maksimal nomerli kirishdagi o‘zgaruvchi maksimal prioritetga ega, «1»-dan o‘ngdagi dioganalda kirishdagi o‘zgaruvchilar qiymati – chiqish kodini aniqlamasligi kerak.
Prioritetli shifratorning o‘tish jadvali
O‘nlik
son
|
Kirish kodi
|
CHiqish
kodi
|
|
F4
|
F3
|
F2
|
F1
|
F0
|
Y2
|
Y1
|
Y0
|
*
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
*
|
0
|
0
|
1
|
2
|
0
|
0
|
1
|
*
|
*
|
0
|
1
|
0
|
3
|
0
|
1
|
*
|
*
|
*
|
0
|
1
|
1
|
4
|
1
|
*
|
*
|
*
|
*
|
1
|
0
|
0
|
Prioritetli shifratorni oddiy shifrator asosida ham qurish mumkin. Buning uchun oldindan «5-dan X» kirish kodini x ,..., x orqali «5-dan 1» kodiga o‘zgartirish kerak. Kirishdagi o‘zgaruvchi F maksimal prioritetga ega, ya’ni boshqa o‘zgaruvchilarga bog‘liq emas. SHuning uchun F = x . Har qanday boshqa chiqishdagi o‘zgaruvchi x «1» qiymatini qabul qiladi, agarki birorta ham katta kirish yo‘liga F , j = (i + 1),3 mantiqiy «1» berilmagan holda F = 1 bo‘lgan taqdirda. YA’ni:
x = F ;
;
;
.
Ko‘rsatilgan algoritmni amalga oshiruvchi parallel prioritetli shifratorning sxemasi quyidagi ko‘rinishga ega:
U shbu sxemaning afzallik tomoni, barcha kirish yo‘llaridagi signal tarkalishini bir xil saqlab turishdir. Kamchiligi esa, ko‘p kirish yo‘liga ega bo‘lgan «YOKI-YUK» elementlarini qo‘llanilishining majburligidir.
SHifratorga misol sifatida to‘qqizta .kirish yo‘liga ega bo‘lgan prioritetli shifrator K555IV3 standart mikrosxema misol bo‘ladi.
Jamiyatning rivojlanishi turli texnik vositalar yordamida ma’lumotlarni uzatish, qabul qilish va qayta ishlash bilan bevosita bog‘liq.
Ma’lumot - umumilmiy tushuncha bo‘lib, insonlar o‘rtasida, inson va avtomat o‘rtasida, avtomat bilan avtomat o‘rtasida ma’lumotlar almashishni o‘z ichiga oladi. Quvvat olish, qayta ishlash, uzatish va qo‘llash yuzasidan material va ma’lumotlarni insonning bevosita ishtirokisiz, avvaldan belgilangan dastur yordamida bajaruvchi qurilma - avtomat deb ataladi.
Ma’lumotlar almashinuvi uchun u dastlab kodlangan bo‘lishi kerak. Kodlash deganda ma’lumotni simvollar (belgilar) ketma-ketligi yordamida ifodalash tushuniladi. Insonlar o‘rtasida qog‘oz ko‘rinishi- dagi ma’lumotlar almashinuvi keng tarqalgan bo‘lib, unda asosan raqamlar (0,1,2, ... 9), harflar (— o‘zbek va 26 lotin), mahsus belgilar («+», «-», «•», «=», «%» va h.k.) qo‘llaniladi. Bunda har bir ma’lumot uchun ma’lum belgilar kombinatsiyasi mos keladi.
Raqamli texnikada ma’lumotlarni uzatish va qayta ishlash uchun shartli ravishda nol va bir deb ataluvchi, atigi ikkita o‘zgarmas kuchlanish qiymati bilan ifodalanuvchi elektr signallar hizmat qiladi. Shuning uchun raqamli qurilmalar yordamida qayta ishlanayotgan ma’lumotni kodlash uchun ikkilik yoki raqamli kodlar qo‘llaniladi. Ikkilik kodi - bu ikkilik o‘zgaruvchi qiymatlarining ketma- ketligi.
Ikkilik kodini tuzishda atigi ikkita simvol qodlanilishiga qaramay ixtiyoriy sonning turlicha kodlarini tuzish mumkin. Ba’zi kodlarda ketma-ketlik bir-biridan razryadlar soni yoki uzunligi bilan farqlansa, ba’zilarida ular tuzilgan.qoidalari bilan farqlanadi. Birinchi holda kod, umuman olganda ikkilik sanoq tizimda yozilgan butun son bo‘lib, bunday kodlarda katta uzunlikdagi cheksiz nol va birlar ketma-ketligi ishtirok etishi mumkin.
Arifmetik amallarni bajarishda teskari, qo‘shimcha ikkilik-o‘nlik va ikkilik kodining boshqa turlarini tadqiq etish maqfsadga muvofiqdir. Ularni qo‘llaganda o‘zgartirgich elektr signallarini maksimal soddalashtirish va amallarni bajarish vaqtini kamaytirish mumkin.
Kodlarning boshqa gurui raqamli tizimlarda, masalan, xotira qurilmalarning maxsus yacheykalarining ishdan chiqishi sababli yuzaga keladigan nosozliklarni aniqlash va tuzatish kabi muammolarni yechishga yordam beradi. Ular ortiqcha kodlar deb ataladi. Bu kodlarda faqat bitta razryad, yoki umumiy holda bir nechta razryadlar ham bir, qam nol qiymat olishi mumkin, lekin qolgan boshqa razryadlar nolga teng bo‘lgan, belgilangan qiymatga ega bo‘ladilar. Mazkur kodlar n dan 1, n dan 2 va shu kabi deb ataladilar. Bundan kodlarga «10 dan 1» (10ta simvoldan faqat bittasi bir qiymatiga ega bo‘lishi mumkin), «5 dan 2» (beshta simvoldan ikkitasi doim birga teng qiymatga ega), juft yoki toqlikni tekshiruvchi kodlar, Heming kodlari misol bo‘la oladilar.
Raqamli tizimlar, umuman olganda, tashqi muqit bilan doim periferiya (tashqi) qurilmalar orqali boqlangan bo‘lib, uchta guruga bo‘linadi:
inson va mikro EHM o‘rtasida aloqa o‘rnatuvchi qurilmalar (klaviatura, yozuv mashinkalari, simvolli va grafik displeylar, o‘quvchi avtomatlar va h.k.);
boshqaruv obyektlari o‘rtasida aloqa o‘rnatuvchi qurilmalar (turli datchiklar va ijro organlari, datchiklardagi analog signallarni raqamli signalga o‘giruvchi va ma’lumotlarni ijro organlariga uzatishda qaytadan o‘girish qurilmalari);
katta hajmdagi tashqi xotira qurilmalari (XQ) (magnit tasmalari va disklardagi XQlari, silindrik magnit domenlari va zaryad aloqali asboblardagi xotira).
Tashqi XQlarining ko‘pchiligi insonga EHM bilan unga jo‘n bo‘lgan so‘zlar va o‘nlik sonlar tilida muloqatga kirishga imkon berganligi uchun, tashqi HXlarida ma’lumot bir turdan ikkinchisiga o‘giriladi, chunki qayta ishlanayotgan ma’lumotlar, dastlabki berilganlar va olinayotgan ma’lumotlar hisob mashinalari yordamida ikkilik sanoq tizimida kodlanayotgan turli fizik holatlar ko‘rinishda ifodalanadi. Bu vazifani kod o‘zgartirgichlari deb ataluvchi kombinatsion raqamli sxemalar amalga oshiradi. Kod o‘zgartirgichlammg hususiy holi bo‘lib shifratorlar va deshifratorlar qisoblanadi.
O‘nlik, sakkizlik yoki o‘noltitalik sanoq tizimidagi raqamlarni ikkilik yoki ikkilik-o‘nlik kodga o‘zgartiruvchi kombinatsion mantiqiy qurilma - shifrator yoki koder deb ataladi.
Shifrator m ta kirish va n ta chiqishga ega bo‘lib, kirishlardan biriga berilgan signalni chiqshda n - razryadli parallel kodga o‘zgarti- radi. Agar shifrator n ta chiqishga ega bo‘lsa, u holda, uning kirishlari soni 2n dan kam bo‘lmasligi kerak. 2n kirish va chiqishga ega bo‘lgan shifrator to’liq , agar shifrator kirishlari soni 2n dan kam bo‘lsa, u to’liq emas deb ataladi. Shifrator chiqishlari soni doim kirishlari sonidan kam bo‘lganligi sababli, aloqa liniyalari cheklangan hollarda turli qurilmalar o‘rtasida ma’lumot almashish uchun ham qo‘llaniladi.
0 dan 9 gacha bo‘lgan o‘nlik raqamlarni ikkilik-o‘nlik kodiga o‘girishda shifrator qanday ishlashini ko‘rib chiqamiz. O‘nlik raqamlarni ikkilik-o‘nlik kodiga o‘girishda (yoki aksincha hollarda) har bir o‘nlik raqam to‘rtta ikkilik raqam bilan almashtiriladi. O‘nlik raqamlar mos ravishda boshqaruv pultining i=0,1,2...9 sonlarini bosish orqali kiritilayotgan bo‘lsin. Shifrator holatini haqiqiylik jadvali (2-jadval) yordamida tadqiq etish mumkin. Bunday shifratorning to‘liq haqiqiylik jadvali turli kirish o‘zgaruvchilari uchun (210- 10)=1014 ta kombinatsiyadan tashkil topgan bo‘lishi kerak edi. Mazkur shifrator ishi davomida qo‘llanilmaydigan turli mantiqiy o‘zgaruvchilar to‘plamini olib tashlash hisobiga, chiqishdagi o‘zgaruvchilar soni to‘rttagacha qisqartirilgan.
Mazkur shifratorning kirishlari soni 2n=16 dan kam bo‘lganligi sababli, u to‘liq emas qisoblanadi. Shifrator bir-biriga bog‘liq bo‘lmagan 4 ta chiqishga ega bo‘lib, uning holati to‘rtta MAFdan tashkil topgan tizim bilan ifodalaniladi. Shifrator ishi mantiqini ifodalovchi MAF tizimini, 2-jadvaldan foydalanib hosil qilamiz
Q3 = X8 + X9 ,
Q2 = X4 + X5 + X6 + X7 ,
Q1 = X2 + X 3 + X6 + X7 , (3) Q01 = X1 + X3 + X5 + X7 + X9
MAFni aniqlash jarayoni juda sodda: qaysi birga teng bo‘lgan kirish signallarida Qi chiqish birga tengligini aniqlaymiz. Olingan MAF yordamida shifrator quyidagi qonunga asosan ishlashini kuzatishimiz mumkin. Q0 kichik chiqish razryadi ixtiyoriy toq kirishlardan biriga signal berilganda ochilishi kerak, chunki ikkilik sanoq tizimdagi barcha toq sonlar kichik razryadida birga ega. Demak, kichik razryad tashkil etish uchun toq raqamli o‘zgaruvchilar kirishlariga berilgan ko‘p kirishga ega bo‘lgan YOKI sxemasini qo‘llash kerak. Keyingi Qi chiqish razryadi ikkilik sanoq tizimida Qi razryadida birga teng bo‘lganda, ya’ni 2,3,6,7 raqamli o‘zgaruvchilarga ega bo‘lganda ochilishi kerak. Uchinchi chiqish signali Q2 razryadi ikkilik sanoq tizimida uchinchi razryadi birga teng bo‘lganda, ya’ni 4,5,6,7 raqamli o‘zgaruvchilarga ega bo‘lganda ochilishi kerak. Ohirgi Q3 razryadi ikkilik sanoq tizimida to‘rtinchi razryadi birga teng bo‘lganda, ya’ni 8 va 9 raqamli o‘zgaruvchilarga ega bo‘lganda ochilishi kerak. Kirish sinalining birga teng darajasi faqat bir kirishda bo‘lishi mumkin. Kirishlarda bir bo‘lmasa to‘rttala chiqishda nol kodi hosil bo‘ladi.
Shifratorning blok sxemasi va haqiqiylik jadvali
«10 dan 4 ga» shifrator («4 dan 10 ga deshifrator») ning
haqiqiylik jadvali 2-jadval
tizimga mos keluvchi shifrator mantiqiy tizimi 5-rasmda keltirilgan.
rasm. Shifrator blok - sxemasi.
Raqamli tizimlarda shifratorning qodlanilishi - bu dastlabki ma’lumotni ikkilik tizim tilida klaviaturadan kiritish. Shifrator va uni boshqaruv klaviaturasi shartli belgisi 6-rasmda keltirilgan. Shifratorning berilgan o‘nlik kodiga mos raqamli x kirishlaridan biror klavishasi bosilsa, mantiqiy bir signal hosil bo‘ladi.
Tegishli qayta ishlashlardan so‘ng, shifratorning chiqish shinalarida, ikkilik kodda yozilgan raqamga mos keluvchi signallar o‘rnatiladi.
Shifrator va uni boshqaruv klaviaturasi
rasm. Shifrator va uni boshqaruv klaviaturasi.
«1» nuqta potensiali mantiqiy bir potensialiga teng.
Shunday qilib, shifrator faqat bitta o‘tkazuvchi simga berilgan signalni (masalan, 9-sim) shifrator chiqishda hosil bodadigan parallel ikkilik kodga (bu qolatda 1001) o‘tkazadi. Shifrator faqat bitta kirish signaliga javob berishi uchun, uning sxemasi ustuvor qilib tuziladi. U holda, chiqishdagi signal, signalni qabul qilgan «katta» qirish raqamiga mos kelish kerak. Deylik, signallar bir vaqtning o‘zida 3,4 va 9 kirishlarga berilgan bo‘lsin. Bu yerda 9-kirish katta raqamga ega bo‘lib, ustuvorlikka ega, shuning uchun shifrator chiqishidagi kod
- 1001 bo‘ladi. Shu sababli ustuvor shifrator mikrosxemalarida qo‘shimcha mantiqiy elementlar ko‘zda tutiladi. Ustuvor shifrator analog-raqamli o‘zgartirgich va mikroprotsessorli tizimlarda qo‘llaniladi.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda shifritor 10-lik kodni 2-lik kodga aylantirib berish uchun xizmat qiladigan operatsion elementdir. Shuning uchun shifratorlar raqamli texnikaning va EHMlarning kiritish qurilmalarida onlik kodlarni ikkilik kodlarga o‘zgartirishda keng qo‘llaniladi.
Foydalanilgan adabiyotlar
Kasb –hunar kollejlari uchun "Informatika" fanidan o’quv dastur – T, 2000y.
Kasb – hunar kollejlari uchun "Axborot texnologiyalari" fanidan o’quv dasturi –T, 2000y.
Yuldashev U. Y.,oqiyev R. R., Zokirova F. M., "Informatika" – T, 2002 y.
Abduqodirov A. A., Hayitov A., Shodiyev R. "Axborot texnologiyalari"– T, 2002y.
Foydalanilgan saytlar
1. MSDN - http://msdn.microsoft.com
2. www.citforum.ru/database
|
